Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2506.21102

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 机器学习

arXiv:2506.21102 (cs)
[提交于 2025年6月26日 ]

标题: 通过注意力引导的图学习进行可解释的分层概念推理

标题: Interpretable Hierarchical Concept Reasoning through Attention-Guided Graph Learning

Authors:David Debot, Pietro Barbiero, Gabriele Dominici, Giuseppe Marra
摘要: 基于概念的模型(CBMs)是一类深度学习模型,它们通过通过高层次概念解释预测来提供可解释性。 这些模型首先预测概念,然后使用它们执行下游任务。 然而,当前的CBMs仅对最终任务预测提供可解释性,而概念预测本身通常通过黑盒神经网络进行。 为了解决这一限制,我们提出了分层概念记忆推理器(H-CMR),这是一种新的CBM,它为概念和任务预测都提供了可解释性。 H-CMR使用一个学习到的有向无环图来建模概念之间的关系,其中边表示定义概念的逻辑规则。 在推理过程中,H-CMR采用神经注意力机制选择这些规则的一子集,然后将它们分层应用以预测所有概念和最终任务。 实验结果表明,H-CMR在保持最先进性能的同时,通过概念和模型干预实现了强大的人机交互。 前者可以在推理时显著提高准确性,而后者在有背景知识时可以提高训练期间的数据效率。
摘要: Concept-Based Models (CBMs) are a class of deep learning models that provide interpretability by explaining predictions through high-level concepts. These models first predict concepts and then use them to perform a downstream task. However, current CBMs offer interpretability only for the final task prediction, while the concept predictions themselves are typically made via black-box neural networks. To address this limitation, we propose Hierarchical Concept Memory Reasoner (H-CMR), a new CBM that provides interpretability for both concept and task predictions. H-CMR models relationships between concepts using a learned directed acyclic graph, where edges represent logic rules that define concepts in terms of other concepts. During inference, H-CMR employs a neural attention mechanism to select a subset of these rules, which are then applied hierarchically to predict all concepts and the final task. Experimental results demonstrate that H-CMR matches state-of-the-art performance while enabling strong human interaction through concept and model interventions. The former can significantly improve accuracy at inference time, while the latter can enhance data efficiency during training when background knowledge is available.
主题: 机器学习 (cs.LG) ; 人工智能 (cs.AI)
引用方式: arXiv:2506.21102 [cs.LG]
  (或者 arXiv:2506.21102v1 [cs.LG] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2506.21102
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: David Debot [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 6 月 26 日 08:56:55 UTC (104 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cs.LG
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-06
切换浏览方式为:
cs
cs.AI

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号